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KR102426423B1 - Display substrate and Liquid crystal display apparatus including the same - Google Patents

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KR102426423B1
KR102426423B1 KR1020150138611A KR20150138611A KR102426423B1 KR 102426423 B1 KR102426423 B1 KR 102426423B1 KR 1020150138611 A KR1020150138611 A KR 1020150138611A KR 20150138611 A KR20150138611 A KR 20150138611A KR 102426423 B1 KR102426423 B1 KR 102426423B1
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Abstract

본 발명의 일 실시예는 베이스 기판 상에 배치된 트랜지스터 및 상기 트랜지스터와 전기적으로 연결된 스토리지 커패시터를 포함하며, 상기 트랜지스터는 게이트 전극, 상기 게이트 전극과 전기적으로 절연되며 반도체 물질을 포함하는 활성층, 및 상기 활성층 상에 서로 이격되어 배치된 제1 전극 및 제2 전극을 포함하고, 상기 스토리지 커패시터는 광 유입 통로(light inflow path)를 포함하는 하부 전극, 및 상기 제2 전극과 전기적으로 연결되며, 상기 하부 전극에 대향하도록 배치된 상부 전극을 포함하는 박막트랜지스터 어레이 기판을 개시한다.An embodiment of the present invention includes a transistor disposed on a base substrate and a storage capacitor electrically connected to the transistor, the transistor comprising a gate electrode, an active layer electrically insulated from the gate electrode and including a semiconductor material, and the a first electrode and a second electrode disposed on an active layer spaced apart from each other, wherein the storage capacitor is electrically connected to a lower electrode including a light inflow path and the second electrode, Disclosed is a thin film transistor array substrate including an upper electrode disposed to face the electrode.

Description

박막트랜지스터 어레이 기판 및 이를 포함하는 액정 표시 장치{Display substrate and Liquid crystal display apparatus including the same}Thin film transistor array substrate and liquid crystal display apparatus including the same

본 발명의 실시예들은 박막트랜지스터 어레이 기판 및 이를 포함하는 액정 표시 장치에 관한 것으로, 더 상세하게는 액티브 커패시터(active capacitor)를 포함하는 박막트랜지스터 어레이 기판 및 이를 포함하는 액정 표시 장치에 관한 것이다.Embodiments of the present invention relate to a thin film transistor array substrate and a liquid crystal display including the same, and more particularly, to a thin film transistor array substrate including an active capacitor and a liquid crystal display including the same.

핸드폰, PDA, 컴퓨터, 대형 TV와 같은 각종 전자기기가 발전함에 따라 이에 적용할 수 있는 평판 표시 장치에 대한 요구가 점차 증대하고 있다. 평판 표시 장치 중 액정 표시 장치(LCD; Liquid Crystal Display)는 낮은 전력 소모, 용이한 동화상 표시 및 높은 콘트라스트비 등의 장점을 갖는다. With the development of various electronic devices such as cell phones, PDAs, computers, and large TVs, the demand for flat panel display devices applicable thereto is increasing. Among flat panel displays, a liquid crystal display (LCD) has advantages such as low power consumption, easy video display, and high contrast ratio.

액정 표시 장치는 두 장의 표시 기판 사이에 배치된 액정층을 포함하며, 액정층에 전기장을 인가하여 액정 분자의 배열 방향을 변화시켜 입사광의 편광을 변화시키며, 이를 편광자와 연동시켜 화소 별로 입사광의 투과 여부를 제어함으로써 영상을 표시한다.A liquid crystal display device includes a liquid crystal layer disposed between two display substrates, and by applying an electric field to the liquid crystal layer, the arrangement direction of liquid crystal molecules is changed to change the polarization of incident light. By controlling whether or not the image is displayed.

액정 표시 장치는, 서로 교차하는 게이트선, 데이터선, 박막 트랜지스터, 및 커패시터 등이 배치된 표시 기판을 포함하며, 게이트선에 게이트 온 전압이 인가되어 박막 트랜지스터가 턴 온되면 데이터선을 통해 인가된 데이터 전압이 박막 트랜지스터를 통해 화소 전극에 충전된다. 화소 전극에 충전된 전압과 공통 전극에 인가된 공통 전압 사이에 형성된 전기장에 의해 액정층의 배열 상태가 결정되며, 데이터 전압은 프레임 별로 극성을 달리하여 인가될 수 있다.The liquid crystal display includes a display substrate on which a gate line, a data line, a thin film transistor, a capacitor, and the like, intersecting each other are disposed. The data voltage is charged to the pixel electrode through the thin film transistor. The arrangement state of the liquid crystal layer is determined by an electric field formed between the voltage charged to the pixel electrode and the common voltage applied to the common electrode, and the data voltage may be applied with different polarities for each frame.

화소 전극에 인가되는 전압은 액정 커패시터 및/또는 기생 커패시터에 의해데이터 전압과 다른 값을 가질 수 있으며, 이러한 전압 차이를 킥백 전압(kickback voltage)이라 한다.The voltage applied to the pixel electrode may have a different value from the data voltage by the liquid crystal capacitor and/or the parasitic capacitor, and this voltage difference is referred to as a kickback voltage.

이러한 킥백 전압은 스토리지 커패시터, 액정 커패시터, 및/또는 기생 커패시터의 용량 변화에 의해 그 값이 변화하며, 이로 인해 화소 전극에 인가되는 전압이 달라지게 된다. 화소 전극의 전압 편차에 의한 휘도차에 의해 액정 표시 장치에서 구현되는 화상에 세로줄 형태의 얼룩, 플리커(flicker) 불량, 및 잔상이 발생하는 문제가 발생한다.The value of the kickback voltage is changed by a change in capacitance of the storage capacitor, the liquid crystal capacitor, and/or the parasitic capacitor, and thus the voltage applied to the pixel electrode is changed. Due to the difference in luminance due to the voltage deviation of the pixel electrodes, there are problems in that vertical stripes, flicker defects, and afterimages are generated in an image implemented in the liquid crystal display.

특히, 스토리지 커패시터가 반도체 물질을 포함하는 액티브 커패시터(active capacitor)인 경우, 전압 및 주파수에 따라 스토리지 커패시터의 용량이 바뀌게 되며, 이로 인해 킥백 전압이 달라지는 문제가 발생한다. In particular, when the storage capacitor is an active capacitor including a semiconductor material, the capacity of the storage capacitor is changed according to voltage and frequency, which causes a problem in that the kickback voltage is changed.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 포함하여 여러 문제점들을 해결하기 위한 것으로써, 스토리지 커패시터의 용량 변화를 최소화함으로써 구현되는 화상에 발생할 수 있는 세로줄 형태의 얼룩, 플리커 불량, 및 잔상을 개선한 액정 표시 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 그러나, 이러한 과제는 예시적인 것으로, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is to solve various problems including the above problems, and a liquid crystal display device in which vertical streaks, flicker defects, and afterimages that may occur in an image implemented by minimizing a change in capacity of a storage capacitor are improved aims to provide However, these problems are exemplary, and the scope of the present invention is not limited thereto.

본 발명의 일 실시예는 베이스 기판 상에 배치된 트랜지스터 및 상기 트랜지스터와 전기적으로 연결된 스토리지 커패시터를 포함하며, 상기 트랜지스터는 게이트 전극, 상기 게이트 전극과 전기적으로 절연되며 반도체 물질을 포함하는 활성층, 및 상기 활성층 상에 서로 이격되어 배치된 제1 전극 및 제2 전극을 포함하고, 상기 스토리지 커패시터는 광 유입 통로(light inflow path)를 포함하는 하부 전극, 및 상기 제2 전극과 전기적으로 연결되며, 상기 하부 전극에 대향하도록 배치된 상부 전극을 포함하는 박막트랜지스터 어레이 기판을 개시한다.An embodiment of the present invention includes a transistor disposed on a base substrate and a storage capacitor electrically connected to the transistor, the transistor comprising a gate electrode, an active layer electrically insulated from the gate electrode and including a semiconductor material, and the a first electrode and a second electrode disposed on an active layer spaced apart from each other, wherein the storage capacitor is electrically connected to a lower electrode including a light inflow path and the second electrode, Disclosed is a thin film transistor array substrate including an upper electrode disposed to face the electrode.

일 실시예에 있어서, 상기 하부 전극과 상기 상부 전극 사이에 배치된 유전층을 더 포함하며, 상기 유전층은 상기 하부 전극 상에 순차적으로 배치된 절연층 및 반도체층을 포함할 수 있다.In an embodiment, a dielectric layer disposed between the lower electrode and the upper electrode may be further included, and the dielectric layer may include an insulating layer and a semiconductor layer sequentially disposed on the lower electrode.

일 실시예에 있어서, 상기 절연층은 실리콘 질화물(silicon nitride)을 포함하고, 상기 반도체층은 비정질 실리콘(amorphous silicon)을 포함할 수 있다.In an embodiment, the insulating layer may include silicon nitride, and the semiconductor layer may include amorphous silicon.

일 실시예에 있어서, 상기 상부 전극은 도핑된 비정질 실리콘을 포함하는 제1 층, 및 상기 제1 층 상에 배치되며 적어도 하나의 금속층을 포함하는 제2 층을 포함할 수 있다.In an embodiment, the upper electrode may include a first layer including doped amorphous silicon, and a second layer disposed on the first layer and including at least one metal layer.

일 실시예에 있어서, 상기 광 유입 통로는 상기 하부 전극에 포함된 적어도 하나의 개구를 포함할 수 있다.In an embodiment, the light inlet passage may include at least one opening included in the lower electrode.

일 실시예에 있어서, 상기 광 유입 통로는 상기 하부 전극에 포함된 적어도 하나의 홈을 포함할 수 있다.In an embodiment, the light inlet passage may include at least one groove included in the lower electrode.

일 실시예에 있어서, 상기 활성층은 비정질 실리콘을 포함하며, 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극은 각각 도핑된 비정질 실리콘을 포함하는 하부층, 및 상기 하부층 상에 배치되며 적어도 하나의 금속층을 포함하는 상부층을 포함할 수 있다.In an embodiment, the active layer includes amorphous silicon, the first electrode and the second electrode each include a lower layer including doped amorphous silicon, and an upper layer disposed on the lower layer and including at least one metal layer may include.

일 실시예에 있어서, 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극은 각각 상기 활성층과 직접 접할 수 있다.In an embodiment, the first electrode and the second electrode may be in direct contact with the active layer, respectively.

일 실시예에 있어서, 상기 광 유입 통로(light inflow path)는, 상기 상부 전극과 평면상 중첩되며 적어도 일부가 상기 하부 전극을 구성하는 물질로 둘러싸인 빈 공간에 대응될 수 있다.In an embodiment, the light inflow path may correspond to an empty space overlapping the upper electrode in plan view and at least partially surrounded by a material constituting the lower electrode.

본 발명의 다른 실시예는, 베이스 기판 상에 배치된 트랜지스터, 상기 트랜지스터와 전기적으로 연결된 스토리지 커패시터, 상기 트랜지스터 및 상기 스토리지 커패시터와 전기적으로 연결된 화소 전극, 상기 화소 전극 상에 배치된 액정층, 및 상기 화소 전극과 함께 상기 액정층에 전기장을 인가하는 공통 전극을 포함하며, 상기 트랜지스터는 게이트 전극, 상기 게이트 전극과 전기적으로 절연되며, 반도체 물질을 포함하는 활성층, 및 상기 활성층 상에 서로 이격되어 배치된 제1 전극 및 제2 전극을 포함하고, 상기 스토리지 커패시터는 광 유입 통로(light inflow path)를 포함하는 하부 전극, 및 상기 제2 전극과 전기적으로 연결되며 상기 하부 전극에 대향하도록 배치된 상부 전극을 포함하는, 액정 표시 장치를 개시한다.Another embodiment of the present invention provides a transistor disposed on a base substrate, a storage capacitor electrically connected to the transistor, a pixel electrode electrically connected to the transistor and the storage capacitor, a liquid crystal layer disposed on the pixel electrode, and the a common electrode for applying an electric field to the liquid crystal layer together with a pixel electrode; a first electrode and a second electrode, wherein the storage capacitor includes a lower electrode including a light inflow path, and an upper electrode electrically connected to the second electrode and disposed to face the lower electrode. Disclosed is a liquid crystal display device comprising:

일 실시예에 있어서, 상기 하부 전극과 상기 상부 전극 사이에 배치된 유전층을 더 포함하며, 상기 유전층은 상기 하부 전극 상에 순차적으로 배치된 절연층 및 반도체층을 포함할 수 있다.In an embodiment, a dielectric layer disposed between the lower electrode and the upper electrode may be further included, and the dielectric layer may include an insulating layer and a semiconductor layer sequentially disposed on the lower electrode.

일 실시예에 있어서, 상기 절연층은 실리콘 질화물(silicon nitride)을 포함하고, 상기 반도체층은 비정질 실리콘(amorphous silicon)을 포함할 수 있다.In an embodiment, the insulating layer may include silicon nitride, and the semiconductor layer may include amorphous silicon.

일 실시예에 있어서, 상기 상부 전극은 도핑된 비정질 실리콘을 포함하는 제1 층, 및 상기 제1 층 상에 배치되며 적어도 하나의 금속층을 포함하는 제2 층을 포함할 수 있다.In an embodiment, the upper electrode may include a first layer including doped amorphous silicon, and a second layer disposed on the first layer and including at least one metal layer.

일 실시예에 있어서, 상기 광 유입 통로는 상기 하부 전극에 포함된 적어도 하나의 개구를 포함할 수 있다.In an embodiment, the light inlet passage may include at least one opening included in the lower electrode.

일 실시예에 있어서, 상기 광 유입 통로는 상기 하부 전극에 포함된 적어도 하나의 홈을 포함할 수 있다.In an embodiment, the light inlet passage may include at least one groove included in the lower electrode.

일 실시예에 있어서, 상기 활성층은 비정질 실리콘을 포함하며, 상기 제1 전극 및 제2 전극은 각각 도핑된 비정질 실리콘을 포함하는 하부층, 및 상기 하부층 상에 배치되며 적어도 하나의 금속층을 포함하는 상부층을 포함할 수 있다.In one embodiment, the active layer includes amorphous silicon, and the first electrode and the second electrode each include a lower layer including doped amorphous silicon, and an upper layer disposed on the lower layer and including at least one metal layer. may include

일 실시예에 있어서, 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극은 각각 상기 활성층과 직접 접할 수 있다.In an embodiment, the first electrode and the second electrode may be in direct contact with the active layer, respectively.

일 실시예에 있어서, 상기 광 유입 통로(light inflow path)는, 상기 상부 전극과 평면상 중첩되며 적어도 일부가 상기 하부 전극을 구성하는 물질로 둘러싸인 빈 공간에 대응될 수 있다.In an embodiment, the light inflow path may correspond to an empty space overlapping the upper electrode in plan view and at least partially surrounded by a material constituting the lower electrode.

일 실시예에 있어서, 상기 화소 전극은 상기 상부 전극과 전기적으로 연결되며, 상기 공통 전극은 상기 액정층을 사이에 두고 상기 화소 전극과 대향되도록 배치될 수 있다.In an embodiment, the pixel electrode may be electrically connected to the upper electrode, and the common electrode may be disposed to face the pixel electrode with the liquid crystal layer interposed therebetween.

일 실시예에 있어서, 상기 베이스 기판의 상기 트랜지스터 및 상기 스토리지 커패시터가 배치된 방향의 반대 방향에 배치되어, 상기 베이스 기판 방향으로 광을 조사하는 백라이트 유닛을 더 포함하며, 상기 백라이트 유닛으로부터 방출된 광은, 상기 광 유입 통로를 통과하여 상기 반도체층의 적어도 일부에 입사될 수 있다.In an embodiment, the base substrate further comprises a backlight unit disposed in a direction opposite to a direction in which the transistor and the storage capacitor are arranged, irradiating light in the direction of the base substrate, the light emitted from the backlight unit Silver may be incident on at least a portion of the semiconductor layer through the light inlet passage.

전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점이 이하의 도면, 특허청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다. Other aspects, features and advantages other than those described above will become apparent from the following drawings, claims, and detailed description of the invention.

상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 일 실시예에 따르면, 스토리지 커패시터의 용량 변화를 최소화함으로써 구현되는 화상에 발생될 수 있는 세로줄 형태의 얼룩, 플리커 불량, 및 잔상을 개선한 액정 표시 장치를 제공할 수 있다. According to one embodiment of the present invention made as described above, it is possible to provide a liquid crystal display device in which vertical line-shaped stains, flicker defects, and afterimages that may be generated in an image implemented by minimizing a change in capacity of a storage capacitor are improved. have.

또한, 스토리지 커패시터의 유전층이 반도체층을 포함함으로써 면적의 증가없이 높은 용량의 스토리지 커패시터를 구현할 수 있으며, 이를 통해 고해상도의 액정 표시 장치를 구현할 수 있다. Also, since the dielectric layer of the storage capacitor includes a semiconductor layer, a high-capacity storage capacitor may be implemented without increasing an area, and thus a high-resolution liquid crystal display may be realized.

물론 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.Of course, the scope of the present invention is not limited by these effects.

도 1은 일 실시예에 따른 액정 표시 장치에 포함된 하나의 화소의 등가 회로도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 박막트랜지스터 어레이 기판을 개략적으로 나타낸 평면도이다.
도 3은 도 2의 Ⅲ-Ⅲ 선을 따라 취한 단면도이다.
도 4는 일 실시예에 따른 박막트랜지스터 어레이 기판에 광이 유입되지 않은 경우 및 광이 유입된 경우에 박막트랜지스터 어레이 기판에 포함된 스토리지 커패시터의 전압(V)에 따른 용량(C)을 나타낸 그래프들이다.
도 5a는 다른 실시예에 따른 박막트랜지스터 어레이 기판에 포함된 스토리지 커패시터를 개략적으로 나타낸 평면도이다.
도 5b는 도 5a의 Ⅴb-Ⅴb 선을 따라 취한 단면도이다.
도 6a는 또 다른 실시예에 따른 박막트랜지스터 어레이 기판에 포함된 스토리지 커패시터를 개략적으로 나타낸 평면도이다.
도 6b는 도 6a의 Ⅵb-Ⅵb 선을 따라 취한 단면도이다.
도 7은 도 3의 박막트랜지스터 어레이 기판을 포함하는 액정 표시 장치를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
1 is an equivalent circuit diagram of one pixel included in a liquid crystal display according to an exemplary embodiment.
2 is a plan view schematically illustrating a thin film transistor array substrate according to an embodiment.
FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line III-III of FIG. 2 .
4 is a graph illustrating capacitance (C) according to voltage (V) of a storage capacitor included in a thin film transistor array substrate when light is not introduced into the thin film transistor array substrate and when light is introduced into the thin film transistor array substrate according to an exemplary embodiment; .
5A is a plan view schematically illustrating a storage capacitor included in a thin film transistor array substrate according to another exemplary embodiment.
FIG. 5B is a cross-sectional view taken along the line V b - V b of FIG. 5A.
6A is a plan view schematically illustrating a storage capacitor included in a thin film transistor array substrate according to another exemplary embodiment.
6B is a cross-sectional view taken along the line VI b -VI b of FIG. 6A .
7 is a cross-sectional view schematically illustrating a liquid crystal display device including the thin film transistor array substrate of FIG. 3 .

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명의 효과 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있다. Since the present invention can apply various transformations and can have various embodiments, specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail in the detailed description. Effects and features of the present invention, and a method for achieving them, will become apparent with reference to the embodiments described below in detail in conjunction with the drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below and may be implemented in various forms.

이하의 실시예에서, 제1, 제2 등의 용어는 한정적인 의미가 아니라 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하는 목적으로 사용되었다. In the following embodiments, terms such as first, second, etc. are used for the purpose of distinguishing one component from another, not in a limiting sense.

이하의 실시예에서, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. In the following examples, the singular expression includes the plural expression unless the context clearly dictates otherwise.

이하의 실시예에서, 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징들 또는 구성요소가 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다. In the following embodiments, terms such as include or have means that the features or components described in the specification are present, and the possibility that one or more other features or components may be added is not excluded in advance.

이하의 실시예에서, 막, 영역, 구성 요소 등의 부분이 다른 부분 위에 또는 상에 있다고 할 때, 다른 부분의 바로 위에 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 막, 영역, 구성 요소 등이 개재되어 있는 경우도 포함한다. In the following embodiments, when it is said that a part such as a film, region, or component is on or on another part, not only when it is directly on the other part, but also another film, region, component, etc. is interposed therebetween. Including cases where there is

도면에서는 설명의 편의를 위하여 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 예컨대, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다. In the drawings, the size of the components may be exaggerated or reduced for convenience of description. For example, since the size and thickness of each component shown in the drawings are arbitrarily indicated for convenience of description, the present invention is not necessarily limited to the illustrated bar.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 도면을 참조하여 설명할 때 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, and when described with reference to the drawings, the same or corresponding components are given the same reference numerals, and the overlapping description thereof will be omitted. .

일 실시예에 따른 액정 표시 장치는 복수 개의 화소들로 구성되며, 액정 표시 장치는 각각의 화소들은 구동하기 위한 박막트랜지스터, 커패시터, 및 배선들이 배치된 박막트랜지스터 어레이 기판, 박막트랜지스터 어레이 기판에 대향하는 상부 기판, 및 박막트랜지스터 어레이 기판과 상부 기판 사이에 배치된 액정층을 포함한다.A liquid crystal display device according to an embodiment includes a plurality of pixels, and the liquid crystal display device has a thin film transistor array substrate on which a thin film transistor for driving each pixel, a capacitor, and wires are disposed, and a thin film transistor array substrate facing the thin film transistor array substrate an upper substrate, and a liquid crystal layer disposed between the thin film transistor array substrate and the upper substrate.

화소는 화상을 표시하는 최소 단위를 나타내며, 액정 표시 장치는 복수 개의 화소들을 통해 화상을 표시한다.A pixel represents a minimum unit for displaying an image, and the liquid crystal display displays an image through a plurality of pixels.

도 1은 일 실시예에 따른 액정 표시 장치에 포함된 하나의 화소의 등가 회로도이다.1 is an equivalent circuit diagram of one pixel included in a liquid crystal display according to an exemplary embodiment.

일 실시예에 따른 액정 표시 장치는 화상을 표시하는 표시 영역 및 표시 영역 주변에 배치된 주변 영역을 포함한다. 상기 표시 영역에는 복수 개의 화소들이 배치되며, 복수 개의 화소들 각각은 구동 회로부 및 구동 회로부에 전기적인 신호를 인가하는 복수의 배선들에 의해 구동될 수 있다.A liquid crystal display according to an exemplary embodiment includes a display area displaying an image and a peripheral area disposed around the display area. A plurality of pixels is disposed in the display area, and each of the plurality of pixels may be driven by a driving circuit unit and a plurality of wires applying an electrical signal to the driving circuit unit.

도 1을 참고하면, 상기 구동 회로부 및 복수의 배선들은 액정 표시 장치에 포함된 박막트랜지스터 어레이 기판에 배치될 수 있으며, 구동 회로부는 박막트랜지스터(Tr) 및 스토리지 커패시터(Cst)를 포함하고 복수의 배선들은 박막트랜지스터(Tr)의 게이트 전극(GE)에 게이트 신호(Gate)를 인가하는 게이트선(GLn) 및 박막트랜지스터(Tr)의 제1 전극(SE)에 데이터 신호(Data)를 인가하는 데이터선(DLm)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1 , the driving circuit unit and the plurality of wires may be disposed on a thin film transistor array substrate included in a liquid crystal display device, and the driving circuit unit includes a thin film transistor Tr and a storage capacitor C st , and includes a plurality of The wirings apply the data signal Data to the gate line GL n applying the gate signal Gate to the gate electrode GE of the thin film transistor Tr and the first electrode SE of the thin film transistor Tr. It may include a data line DL m .

상기 게이트선(GLn) 및 상기 데이터선(DLm)은 서로 교차하는 방향을 따라 각각 연장될 수 있다. 액정 표시 장치는 복수 개의 게이트선(GLn) 및 복수 개의 데이터선(DLm)을 포함하며, 게이트선(GLn) 및 데이터선(DLm)이 교차하는 영역마다 화소가 배치될 수 있다.The gate line GL n and the data line DL m may extend along directions crossing each other. The liquid crystal display includes a plurality of gate lines GL n and a plurality of data lines DL m , and a pixel may be disposed in each region where the gate line GL n and the data line DL m intersect.

박막트랜지스터(Tr)의 게이트 전극(GE)에 턴-온 신호가 인가되면, 제1 전극(SE)에 인가된 데이터 신호(Data)는 제2 전극(DE)에 전달되며, 제2 전극(DE)은 스토리지 커패시터(Cst)의 상부 전극(150, 도 3), 및 화소 전극(180, 도 3)과 전기적으로 연결될 수 있다. 즉, 데이터 전극(DE), 상부 전극(150) 및 화소 전극(180)은 제1 노드(N1)에 연결될 수 있다. When a turn-on signal is applied to the gate electrode GE of the thin film transistor Tr, the data signal Data applied to the first electrode SE is transferred to the second electrode DE, and the second electrode DE ) may be electrically connected to the upper electrode 150 ( FIG. 3 ) and the pixel electrode 180 ( FIG. 3 ) of the storage capacitor C st . That is, the data electrode DE, the upper electrode 150 , and the pixel electrode 180 may be connected to the first node N1 .

상기 스토리지 커패시터(Cst)은 상부 전극(150) 및 상부 전극(150)에 대향하는 하부 전극(120)을 포함하며, 상기 하부 전극(120)에는 커패시터선(SL)에 의해 커패시터 전압(Vst)이 인가될 수 있다. The storage capacitor C st includes an upper electrode 150 and a lower electrode 120 opposite to the upper electrode 150 , and a capacitor voltage V st is connected to the lower electrode 120 by a capacitor line SL. ) can be approved.

액정 표시 장치는, 액정 표시 장치에 포함된 액정에 전기장을 인가하기 위하여 화소 전극(180) 이외에 공통 전압(Vcom)을 인가하는 공통 전극(190, 도 7)을 더 포함하며, 상기 화소 전극(180)과 공통 전극(190)의 중첩에 의해 액정 커패시터(Clc)가 형성될 수 있다. 또한, 박막트랜지스터(Tr)의 게이트 전극(GE) 및 제2 전극(DE)은 평면상 중첩된 영역을 포함할 수 있으며, 이에 의해 기생 커패시터(Cgs)가 형성될 수 있다.The liquid crystal display device further includes a common electrode 190 ( FIG. 7 ) for applying a common voltage V com in addition to the pixel electrode 180 to apply an electric field to the liquid crystal included in the liquid crystal display device, and the pixel electrode ( The liquid crystal capacitor C lc may be formed by overlapping the common electrode 190 with the 180 . In addition, the gate electrode GE and the second electrode DE of the thin film transistor Tr may include overlapping regions on a plane, thereby forming a parasitic capacitor C gs .

상기 기생 커패시터(Cgs)에 의해, 데이터선(DLm)에 의해 인가되는 구현하고자 하는 화상에 대응되는 데이터 전압과 화소 전극(180)에 인가되는 전압은 서로 다른 값을 가질 수 있으며, 상기 데이터 전압과 화소 전극(180)에 인가되는 전압의 차이를 킥백 전압(kickback voltage)이라고 한다.The data voltage corresponding to the image to be implemented applied by the data line DL m by the parasitic capacitor C gs and the voltage applied to the pixel electrode 180 may have different values, and the data A difference between the voltage and the voltage applied to the pixel electrode 180 is referred to as a kickback voltage.

하나의 화소 내에서, 인가되는 데이터 전압에 따라 킥백 전압이 달라지거나 서로 다른 위치에 배치된 화소들이 서로 다른 킥백 전압을 갖는 경우, 구현되는 화상에 플리커(flicker) 및 얼룩 등이 발생할 수 있다.When a kickback voltage varies according to an applied data voltage within one pixel or when pixels disposed at different locations have different kickback voltages, flicker and stains may occur in the implemented image.

일 실시예에 따른 스토리지 커패시터(Cst)는 스토리지 커패시터(Cst)의 하부 전극(120)과 상부 전극(150) 사이에 반도체층(140a, 도 3)이 배치되는 액티브 커패시터(active capacitor)일 수 있으며, 하부 전극(120) 및/또는 상부 전극(150)에 인가되는 전압 등에 따라 액티브 커패시터의 용량이 달라질 수 있다. 이러한 용량의 변화는 킥백 전압의 변화를 유발할 수 있다.The storage capacitor C st according to an embodiment is an active capacitor in which the semiconductor layer 140a ( FIG. 3 ) is disposed between the lower electrode 120 and the upper electrode 150 of the storage capacitor C st . Also, the capacitance of the active capacitor may vary according to a voltage applied to the lower electrode 120 and/or the upper electrode 150 . This change in capacitance may cause a change in kickback voltage.

일 실시예에 따른 액정 표시 장치에 포함된 스토리지 커패시터(Cst)는 하부 전극(120)이 광 유입 통로(LP, 도 3)를 포함하며, 이러한 구성을 통해 스토리지 커패시터(Cst)의 용량 변화를 최소화할 수 있다. 이에 관해서는, 후술한다.In the storage capacitor C st included in the liquid crystal display according to the exemplary embodiment, the lower electrode 120 includes the light inlet passage LP ( FIG. 3 ), and the capacity change of the storage capacitor C st through this configuration can be minimized. This will be described later.

일 실시예에 따르면, 박막트랜지스터(Tr)의 제1 전극(SE) 및 제2 전극(DE)은 각각 소스 전극 및 드레인 전극일 수 있지만, 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 다른 실시예에 따르면, 액정 표시 장치는 다른 형태(type)의 박막트랜지스터(Tr)를 포함할 수 있으며, 이 경우 제1 전극 및 제2 전극은 각각 드레인 전극 및 소스 전극일 수 있다.According to an embodiment, the first electrode SE and the second electrode DE of the thin film transistor Tr may be a source electrode and a drain electrode, respectively, but the present invention is not limited thereto. According to another embodiment, the liquid crystal display device may include different types of thin film transistors Tr, and in this case, the first electrode and the second electrode may be a drain electrode and a source electrode, respectively.

도 2는 일 실시예에 따른 박막트랜지스터 어레이 기판을 개략적으로 나타낸 평면도이고, 도 3은 도 2의 Ⅲ-Ⅲ 선을 따라 취한 단면도이고, 도 4는 일 실시예에 따른 박막트랜지스터 어레이 기판에 광이 유입되지 않은 경우 및 광이 유입된 경우에 박막트랜지스터 어레이 기판에 포함된 스토리지 커패시터의 전압(V)에 따른 용량(C)을 나타낸 그래프들이다.FIG. 2 is a plan view schematically showing a thin film transistor array substrate according to an embodiment, FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line III-III of FIG. 2, and FIG. These are graphs showing the capacitance (C) according to the voltage (V) of the storage capacitor included in the thin film transistor array substrate when light is not introduced and when light is introduced.

도 2 및 도 3을 참조하면, 일 실시예에 따른 박막트랜지스터 어레이 기판(Sub1)은 베이스 기판(100) 상에 배치된 트랜지스터(Tr) 및 트랜지스터(Tr)와 전기적으로 연결된 스토리지 커패시터(Cst)를 포함하며, 트랜지스터(Tr)는 게이트 전극(GE), 게이트 전극(GE)과 전기적으로 절연되며 반도체 물질을 포함하는 활성층(140b), 및 활성층(140b) 상에 서로 이격되어 배치된 제1 전극(SE) 및 제2 전극(DE)을 포함하고, 스토리지 커패시터(Cst)는 광 유입 통로(LP, light inflow path)를 포함하는 하부 전극(120) 및 제2 전극(DE)과 전기적으로 연결되며 하부 전극(120)에 대향하도록 배치된 상부 전극(150)을 포함할 수 있다.2 and 3 , a thin film transistor array substrate Sub1 according to an exemplary embodiment includes a transistor Tr disposed on the base substrate 100 and a storage capacitor C st electrically connected to the transistor Tr. The transistor Tr includes a gate electrode GE, an active layer 140b electrically insulated from the gate electrode GE and including a semiconductor material, and a first electrode spaced apart from each other on the active layer 140b. (SE) and a second electrode (DE), and the storage capacitor (C st ) is electrically connected to the lower electrode 120 and the second electrode (DE) including a light inflow path (LP) and may include an upper electrode 150 disposed to face the lower electrode 120 .

상기 베이스 기판(100)은 유리 또는 플라스틱 등으로 구성되며, 복수의 화소 영역으로 구획될 수 있다. 상기 복수의 화소 영역은 일 방향으로 연장된 게이트선(GLn) 및 상기 일 방향과 교차하는 방향으로 연장된 데이터선(DLm)에 의해 정의될 수 있다. 도 2에서는 서로 인접한 2개의 화소의 일부에 대응되는 영역만을 도시하였으며, 액정 표시 장치는 도 2에 도시된 화소 영역들과 동일 또는 유사한 복수의 화소 영역들을 포함하며, 이로부터 화상을 구현할 수 있다.The base substrate 100 is made of glass or plastic, and may be divided into a plurality of pixel areas. The plurality of pixel areas may be defined by a gate line GL n extending in one direction and a data line DL m extending in a direction crossing the one direction. FIG. 2 illustrates only regions corresponding to a portion of two adjacent pixels, and the liquid crystal display includes a plurality of pixel regions that are the same as or similar to the pixel regions illustrated in FIG. 2 , and an image may be realized therefrom.

베이스 기판(100) 상의 일 영역에는 트랜지스터(Tr)가 배치되며, 상기 트랜지스터(Tr)는 게이트 전극(GE) 및 게이트 전극(GE) 상에 배치된 활성층(140b), 및 활성층(140b) 상에 서로 이격되어 배치된 제1 전극(SE) 및 제2 전극(DE)을 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 상기 제1 전극(SE) 및 제2 전극(DE)은 각각 소스 전극 및 드레인 전극일 수 있다.A transistor Tr is disposed on one region of the base substrate 100 , and the transistor Tr is formed on the gate electrode GE and the active layer 140b disposed on the gate electrode GE, and the active layer 140b. It may include a first electrode SE and a second electrode DE disposed to be spaced apart from each other. According to an embodiment, the first electrode SE and the second electrode DE may be a source electrode and a drain electrode, respectively.

상기 게이트 전극(GE)과 활성층(140b)의 사이에는 게이트 절연막(130b) 배치될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 상기 활성층(140b)은 비정질 실리콘(amorphous silicon)으로 구성될 수 있으며, 게이트 절연막(130b)은 무기 물질로 구성된 단일층 또는 다중층일 수 있다. 일 실시예에 따르면, 상기 게이트 절연막(130b)은 실리콘 질화물(SiNx)로 구성된 단일층일 수 있다. A gate insulating layer 130b may be disposed between the gate electrode GE and the active layer 140b. According to an embodiment, the active layer 140b may be made of amorphous silicon, and the gate insulating layer 130b may be a single layer or multiple layers made of an inorganic material. According to an embodiment, the gate insulating layer 130b may be a single layer made of silicon nitride (SiN x ).

상기 활성층(140b) 상에는 도전성을 갖는 제1 전극(SE) 및 제2 전극(DE)이 배치되며, 제1 전극(SE) 및 제2 전극(DE)은 각각 하부층(SEa, DEa) 및 하부층(SEa, DEa) 상에 배치된 상부층(SEb, DEb)을 포함할 수 있다. 상기 활성층(140b)은 서로 이격되어 배치된 제1 전극(SE)과 제2 전극(DE) 사이에 배치된 영역을 포함하며, 제1 전극(SE)과 제2 전극(DE)을 전기적으로 연결하거나 연결하지 않는 채널로써 기능할 수 있다.A first electrode SE and a second electrode DE having conductivity are disposed on the active layer 140b, and the first electrode SE and the second electrode DE have lower layers SEa and DEa and lower layers, respectively. and upper layers SEb and DEb disposed on SEa and DEa. The active layer 140b includes a region disposed between the first electrode SE and the second electrode DE disposed to be spaced apart from each other, and electrically connects the first electrode SE and the second electrode DE. It can function as a channel with or without connection.

일 실시예에 따르면, 상기 제1 전극(SE) 및 제2 전극(DE)의 하부층(SEa, DEa)은 불순물이 도핑되어 도전성을 갖는 비정질 실리콘일 수 있으며, 예를 들면 n+ 비정질 실리콘일 수 있다. 제1 전극(SE) 및 제2 전극(DE)의 하부층(SEa, DEa)은 활성층(140b)과 제1 전극(SE)/제2 전극(DE) 사이에 배치되어, 활성층(140b)과 제1 전극(SE)/제2 전극(DE) 사이의 일함수 차이를 줄이는 오믹 콘택층(ohmic contact layer)일 수 있다. 상기 제1 전극(SE)과 제2 전극(DE)은 각각 활성층(140b)과 직접 접할 수 있다. 즉, 활성층(140b)과 하부층(SEa, DEa), 하부층(SEa, DEa)과 상부층(SEb, DEb)은 직접 접할 수 있다.According to an embodiment, the lower layers SEa and DEa of the first electrode SE and the second electrode DE may be amorphous silicon doped with impurities to have conductivity, for example, n + amorphous silicon. have. The lower layers SEa and DEa of the first electrode SE and the second electrode DE are disposed between the active layer 140b and the first electrode SE/second electrode DE, the active layer 140b and the second electrode DE It may be an ohmic contact layer that reduces a work function difference between the first electrode SE and the second electrode DE. The first electrode SE and the second electrode DE may directly contact the active layer 140b, respectively. That is, the active layer 140b and the lower layers SEa and DEa, and the lower layers SEa and DEa and the upper layers SEb and DEb may be in direct contact.

상기 제1 전극(SE) 및 제2 전극(DE)의 상부층(SEb, DEb)은 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 구리(Cu) 및 티타늄(Ti)을 포함하는 그룹에서 선택된 적어도 하나의 물질을 포함하는 금속층을 포함할 수 있으며, 일 실시예에 따르면, 티타늄(Ti)/구리(Cu)로 구성된 이중층 또는 티타늄(Ti) /구리(Cu) /티타늄(Ti)으로 구성된 삼중층일 수 있다.The upper layers SEb and DEb of the first electrode SE and the second electrode DE may include at least one selected from the group consisting of molybdenum (Mo), aluminum (Al), copper (Cu), and titanium (Ti). It may include a metal layer including a material, and according to an embodiment, it may be a double layer composed of titanium (Ti)/copper (Cu) or a triple layer composed of titanium (Ti)/copper (Cu)/titanium (Ti). .

상기 게이트 전극(GE)은 게이트선(GLn)으로부터 돌출된 영역일 수 있으며, 게이트선(GLn)으로부터 게이트 신호를 인가받을 수 있다. 상기 제1 전극(SE)은 데이터선(DLm)으로부터 돌출된 영역일 수 있으며, 데이터선(DLm)으로부터 데이터 신호를 인가받을 수 있다. 상기 제2 전극(DE)은 반도체 물질로 구성된 활성층(140b)을 사이에 두고 제1 전극(SE)와 이격되어 배치되며, 게이트 전극(GE)에 턴-온 신호가 인가되면 제1 전극(SE)으로부터 데이터 신호를 전달받을 수 있다.The gate electrode GE may be a region protruding from the gate line GL n , and may receive a gate signal from the gate line GL n . The first electrode SE may be a region protruding from the data line DL m , and may receive a data signal from the data line DL m . The second electrode DE is disposed to be spaced apart from the first electrode SE with an active layer 140b made of a semiconductor material therebetween, and when a turn-on signal is applied to the gate electrode GE, the first electrode SE ) can receive a data signal.

베이스 기판(100) 상의 일 영역에는 스토리지 커패시터(Cst)가 배치되며, 스토리지 커패시터(Cst)는 하부 전극(120) 및 하부 전극(120)과 대향하는 상부 전극(150)을 포함할 수 있다. 상기 베이스 기판과 트랜지스터(Tr) 및 스토리지 커패시터(Cst)의 사이에는 베이스 기판(100)을 평탄화하며 베이스 기판(100)으로부터 불순물이 유입되는 것을 차단하기 위한 버퍼층(110)이 배치될 수 있다. A storage capacitor C st is disposed on one region of the base substrate 100 , and the storage capacitor C st may include a lower electrode 120 and an upper electrode 150 facing the lower electrode 120 . . A buffer layer 110 for planarizing the base substrate 100 and blocking impurities from flowing from the base substrate 100 may be disposed between the base substrate, the transistor Tr, and the storage capacitor C st .

일 실시예에 따르면, 상기 하부 전극(120)은 게이트 전극(GE)과 동일층에 배치되고 동일 물질로 구성될 수 있으며, 상기 상부 전극(150)은 트랜지스터(Tr)의 제1 전극(SE) 및 제2 전극(DE)과 동일층에 배치되고 동일 물질로 구성될 수 있다. According to an embodiment, the lower electrode 120 is disposed on the same layer as the gate electrode GE and may be made of the same material, and the upper electrode 150 is the first electrode SE of the transistor Tr. and the second electrode DE and may be disposed on the same layer and made of the same material.

상기 상부 전극(150)은 트랜지스터(Tr)의 제2 전극(DE)과 전기적으로 연결되며, 일 실시예에 따르면, 상부 전극(150)은 제2 전극(DE)이 연장된 영역일 수 있다.The upper electrode 150 is electrically connected to the second electrode DE of the transistor Tr, and according to an embodiment, the upper electrode 150 may be a region in which the second electrode DE extends.

상기 상부 전극(150)은 불순물이 도핑되어 도전성을 갖는 비정질 실리콘을 포함하는 제1 층(151) 및 제1 층(151) 상에 배치되며 적어도 하나의 금속층을 포함하는 제2 층(152)을 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제1 층(151)은 n+ 비정질 실리콘일 수 있으며, 제2 층(152)은 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 구리(Cu) 및 티타늄(Ti)을 포함하는 그룹에서 선택된 적어도 하나의 물질을 포함하는 금속층을 포함하며, 단일층 또는 다중층일 수 있다.The upper electrode 150 includes a first layer 151 including amorphous silicon doped with impurities and having conductivity, and a second layer 152 disposed on the first layer 151 and including at least one metal layer. may include According to an embodiment, the first layer 151 may be n + amorphous silicon, and the second layer 152 may include molybdenum (Mo), aluminum (Al), copper (Cu), and titanium (Ti). It includes a metal layer including at least one material selected from the group, and may be a single layer or multiple layers.

상기 하부 전극(120)과 상부 전극(150)의 사이에는 유전층(DEL)이 배치되며, 상기 유전층(DEL)의 굴절률 및 하부 전극(120)과 상부 전극(150)이 중첩되는 영역의 넓이에 따라 스토리지 커패시터(Cst)의 용량이 결정될 수 있다. 즉, 상기 유전층(DEL)의 굴절률이 클수록 스토리지 커패시터(Cst)의 용량이 커지며, 유전층(DEL)의 굴절률을 크게 구성함으로써 하부 전극(120)과 상부 전극(150)이 중첩되는 영역의 넓이를 크게하지 않더라도 스토리지 커패시터(Cst)의 용량을 크게할 수 있다. A dielectric layer DEL is disposed between the lower electrode 120 and the upper electrode 150 , and it depends on the refractive index of the dielectric layer DEL and the area where the lower electrode 120 and the upper electrode 150 overlap. The capacity of the storage capacitor C st may be determined. That is, as the refractive index of the dielectric layer DEL increases, the capacity of the storage capacitor C st increases. By configuring the refractive index of the dielectric layer DEL to be large, the area where the lower electrode 120 and the upper electrode 150 overlap is increased. Even if it is not increased, the capacity of the storage capacitor C st may be increased.

상기 스토리지 커패시터(Cst)의 용량은 액정 표시 장치에 포함된 커패시터들의 전체 용량 중 약 15 % 이상을 차지할 수 있으며, 킥백 전압은 약 2.5 V 이하일 수 있다.The capacity of the storage capacitor C st may occupy about 15% or more of the total capacity of the capacitors included in the liquid crystal display, and the kickback voltage may be about 2.5 V or less.

일 실시예에 따르면, 상기 유전층(DEL)은 하부 전극(120) 상에 순차적으로 배치된 절연층(130a) 및 반도체층(140a)를 포함할 수 있다. 상기 절연층(130a)은 무기 물질로 구성된 단일층 또는 다중층일 수 있으며, 일 실시예에 따르면, 상기 게이트 절연막(130b)은 실리콘 질화물(SiNx)로 구성된 단일층일 수 있다. 상기 반도체층(140a)은 비정질 실리콘(amorphous silicon)으로 구성될 수 있다.According to an embodiment, the dielectric layer DEL may include an insulating layer 130a and a semiconductor layer 140a sequentially disposed on the lower electrode 120 . The insulating layer 130a may be a single layer or multiple layers made of an inorganic material, and according to an embodiment, the gate insulating layer 130b may be a single layer made of silicon nitride (SiN x ). The semiconductor layer 140a may be made of amorphous silicon.

상기 절연층(130a) 및 반도체층(140a)은 각각 트랜지스터(Tr)의 게이트 절연막(130b) 및 활성층(140b)이 연장된 일 영역일 수 있다.The insulating layer 130a and the semiconductor layer 140a may be regions in which the gate insulating layer 130b and the active layer 140b of the transistor Tr extend, respectively.

상기 반도체층(140a)을 구성하는 비정질 실리콘의 굴절률은 약 3.5 이상이며, 약 2.0 이하의 굴절률을 갖는 무기 절연 물질보다 훨씬 높은 굴절률을 갖는다. 따라서, 스토리지 커패시터(Cst)는 높은 굴절률을 갖는 반도체층(140a)을 포함하는 유전층(DEL)을 포함하므로, 소정의 공간 내에서 높은 용량을 가질 수 있다.The refractive index of amorphous silicon constituting the semiconductor layer 140a is about 3.5 or more, and has a much higher refractive index than that of an inorganic insulating material having a refractive index of about 2.0 or less. Accordingly, since the storage capacitor C st includes the dielectric layer DEL including the semiconductor layer 140a having a high refractive index, it may have a high capacity in a predetermined space.

그러나, 스토리지 커패시터(Cst)가의 반도체층(140a)을 포함하는 유전층(DEL)을 포함하는 경우, 전압 및 주파수에 따라 용량이 달라지는 특성이 있다. 도 4의 상측에 도시된 그래프를 참조하면, 하부 전극(120)과 상부 전극(150)에 인가되는 전압차의 값이 달라짐에 따라 스토리지 커패시터(Cst)의 용량이 달라짐을 확인할 수 있다. 상기 그래프는 광이 반도체층(140a)에 유입되지 않는 경우, 즉 광이 존재하지 않는 환경에서 측정된 스토리지 커패시터(Cst)의 용량은 나타낸다. 그래프에 도시된 바와 같이 상기 전압차에 따른 용량의 변화는 주파수에 따라 달라질 수 있다.However, when the storage capacitor C st includes the dielectric layer DEL including the semiconductor layer 140a, the capacitance varies according to voltage and frequency. Referring to the graph shown in the upper part of FIG. 4 , it can be seen that the capacity of the storage capacitor C st changes as the value of the voltage difference applied to the lower electrode 120 and the upper electrode 150 changes. The graph shows the capacity of the storage capacitor C st measured when light does not flow into the semiconductor layer 140a, that is, in an environment in which light does not exist. As shown in the graph, the change in capacity according to the voltage difference may vary according to the frequency.

이러한 스토리지 커패시터(Cst)의 용량 변화는 킥백 전압의 변화를 유발하며, 따라서, 화소 전극(180)의 전압과 인가되는 데이터 전압의 차이가 달라지는 문제가 발생한다. 그러나, 도 4의 하측에 도시된 그래프를 참조하면, 반도체층(140a)에 광이 유입되는 경우 100 Hz 이하의 주파수에서 전압차에 따른 용량의 변화가 현저히 줄어드는 것을 확인할 수 있다. 이러한 현상은, 반도체층(140a)에 유입된 광에 의해 반도체층 내에 캐리어(carrier)가 발생되며, 이로 인해 반도체층(140a)에 인가되는 전압이 음(negative)인 경우 반도체층(140a) 내에 공핍층(depletion layer)이 완전히 형성되지 않기 때문일 수 있다. 이로 인해, 음의 전압차에서의 용량 저하가 감소되며, 전체적으로 전압차에 따른 용량 변화가 줄어들게 된다.Such a change in the capacity of the storage capacitor C st causes a change in the kickback voltage, and thus a difference between the voltage of the pixel electrode 180 and the applied data voltage is different. However, referring to the graph shown in the lower part of FIG. 4 , it can be seen that when light is introduced into the semiconductor layer 140a, the change in capacitance according to the voltage difference at a frequency of 100 Hz or less is remarkably reduced. In this phenomenon, carriers are generated in the semiconductor layer by the light introduced into the semiconductor layer 140a, and due to this, when the voltage applied to the semiconductor layer 140a is negative, in the semiconductor layer 140a. This may be because the depletion layer is not completely formed. Due to this, the decrease in capacity in the negative voltage difference is reduced, and the change in capacity according to the voltage difference as a whole is reduced.

백라이트 유닛(도 7, BLU) 등으로부터 박막트랜지스터 어레이 기판(Sub1)에 조사된 광은, 베이스 기판(100)과 반도체층(140a) 사이에 배치된 스토리지 커패시터(Cst)이 하부 전극(120)에 의해 반도체층(140a)에 거의 입사되지 않을 수 있다.The light irradiated to the thin film transistor array substrate Sub1 from the backlight unit (FIG. 7, BLU), etc., is disposed between the base substrate 100 and the semiconductor layer 140a and the storage capacitor C st is the lower electrode 120 . Therefore, it may hardly be incident on the semiconductor layer 140a.

그러나, 일 실시예에 따르면, 상기 스토리지 커패시터(Cst)의 하부 전극(120)은 반도체층(140a)으로 광을 유입시키기 위한 광 유입 통로(LP, light inflow path)를 포함할 수 있다. 상기 광 유입 통로(LP)는 상부 전극(150)과 평면상 중첩되며 적어도 일부가 하부 전극(120)을 구성하는 물질로 둘러싸인 빈 공간에 대응될 수 있다. 즉, 광 유입 통로(LP)에는 하부 전극(120)을 구성하는 물질이 배치되지 않으므로, 광 유입 통로(LP)를 통해 백라이트 유닛(BLU) 등으로부터 조사된 광은 반도체층(140a)에 입사될 수 있다. However, according to an embodiment, the lower electrode 120 of the storage capacitor C st may include a light inflow path (LP) for introducing light into the semiconductor layer 140a. The light inlet passage LP may correspond to an empty space overlapping the upper electrode 150 in plan view and at least partially surrounded by a material constituting the lower electrode 120 . That is, since the material constituting the lower electrode 120 is not disposed in the light inlet passage LP, light irradiated from the backlight unit BLU or the like through the light inlet passage LP may be incident on the semiconductor layer 140a. can

일 실시예에 따르면, 상기 광 유입 통로(LP)는 하부 전극(120)에 포함된 적어도 하나의 개구(120a)를 포함할 수 있다. 상기 개구(120a)는 상부 전극(150)의 하부, 즉 상부 전극(150)과 평면상 중첩되는 영역에 배치될 수 있다. 도 2에서는, 상기 개구(120a)의 수가 복수 개이며, 개구(120a)의 형태가 사각 형태인 것을 도시하였지만, 개구(120a)의 형태 및 갯수는 이에 한정되지 않는다. According to an embodiment, the light inlet passage LP may include at least one opening 120a included in the lower electrode 120 . The opening 120a may be disposed under the upper electrode 150 , that is, in a region overlapping the upper electrode 150 in plan view. In FIG. 2 , the number of the openings 120a is plural and the shape of the openings 120a is shown to be a square shape, but the shape and number of the openings 120a is not limited thereto.

상기 하부 전극(120)은 일 방향으로 연장된 커패시터선(SL)으로부터 돌출된 일 영역일 수 있으며, 커패시터선(SL)으로부터 하부 전극(120)에 커패시터 전압(Vst)이 인가될 수 있다. 상기 커패시터선(SL)은 게이트선(GLn)과 동일층에 배치되며 게이트선(GLn)과 동일한 방향을 따라 연장될 수 있다. 상기 베이스 기판(100) 상에는 상기 커패시터선(SL)으로부터 상기 일 방향과 교차하는 방향을 따라 화소 전극(180)이 배치된 영역을 통과하도록 연장된 가지부(SLbr)가 배치될 수 있으며, 가지부(SLbr)의 적어도 일부는 화소 전극(180)의 적어도 일부와 평면상 중첩되도록 배치되어 커패시터를 형성할 수 있다. 상기 커패시터는 스토리지 커패시터(Cst)의 일부를 구성할 수 있으며, 이를 통해 스토리지 커패시터(Cst)의 용량을 증가시킬 수 있다.The lower electrode 120 may be a region protruding from the capacitor line SL extending in one direction, and a capacitor voltage V st may be applied to the lower electrode 120 from the capacitor line SL. The capacitor line SL may be disposed on the same layer as the gate line GL n and may extend in the same direction as the gate line GL n . A branch portion SL br extending from the capacitor line SL to a region in which the pixel electrode 180 is disposed in a direction intersecting the one direction may be disposed on the base substrate 100 . At least a portion of the portion SL br may be disposed to overlap at least a portion of the pixel electrode 180 in a plan view to form a capacitor. The capacitor may constitute a part of the storage capacitor C st , thereby increasing the capacity of the storage capacitor C st .

상기 베이스 기판(100) 상에는 트랜지스터(Tr) 및 스토리지 커패시터(Cst)를 덮는 비아 절연막(160)이 배치될 수 있으며, 비아 절연막(160)에 의해 트랜지스터(Tr) 및 스토리지 커패시터(Cst)에 의한 단차를 평탄화될 수 있다.A via insulating layer 160 may be disposed on the base substrate 100 to cover the transistor Tr and the storage capacitor C st , and may be connected to the transistor Tr and the storage capacitor C st by the via insulating layer 160 . The step difference may be flattened.

상기 비아 절연막(160)은 스토리지 커패시터(Cst)의 상부 전극(150)의 일부를 노출하는 비아홀(VIA)을 포함할 수 있다. 비아 절연막(160) 상에는 화소 전극(180)이 배치되며, 화소 전극(180)은 비아홀(VIA)을 통해 상기 상부 전극(150)과 연결될 수 있다. 화소 전극(180)은 액정 표시 장치에 포함된 복수 개의 화소들 각각에 독립되도록 배치될 수 있다.The via insulating layer 160 may include a via hole VIA exposing a portion of the upper electrode 150 of the storage capacitor C st . A pixel electrode 180 is disposed on the via insulating layer 160 , and the pixel electrode 180 may be connected to the upper electrode 150 through a via hole VIA. The pixel electrode 180 may be disposed to be independent of each of a plurality of pixels included in the liquid crystal display.

도 2에는 화소 전극(180)이 중심 가지부(180a) 및 중심 가지부(180a)로부터 연장된 미세 가지부(180b)를 포함하는 것으로 도시되어 있으나, 본 발명은 이에 제한되지 않으며 화소 전극(180)은 사각 평판 형태, 십자 형태 등 다양한 형태로 구성될 수 있다.FIG. 2 illustrates that the pixel electrode 180 includes a central branch 180a and a minute branch 180b extending from the central branch 180a, but the present invention is not limited thereto and the pixel electrode 180 is not limited thereto. ) can be configured in various shapes such as a square plate shape, a cross shape, and the like.

일 실시예에 따르면, 스토리지 커패시터(Cst)의 하부 전극(120)은 반도체층(140a)에 광을 조사하기 위한 광 유입 통로(LP)를 포함하며, 이를 통해 하부 전극(120) 및 상부 전극(150)에 인가되는 전압차 등에 따른 스토리지 커패시터(Cst)의 용량 변화를 최소화할 수 있다.According to an embodiment, the lower electrode 120 of the storage capacitor C st includes a light inlet passage LP for irradiating light to the semiconductor layer 140a, through which the lower electrode 120 and the upper electrode A change in capacity of the storage capacitor C st according to a voltage difference applied to 150 may be minimized.

즉, 상기 스토리지 커패시터(Cst)의 용량 변화에 따른 킥백 전압의 변화를 최소화함으로써, 액정 표시 장치에 의해 구현되는 화상에 발생할 수 있는 세로줄 형태의 얼룩, 플리커(flicker) 불량, 및 잔상 등의 문제점을 개선할 수 있다.That is, by minimizing a change in the kickback voltage according to a change in the capacity of the storage capacitor C st , problems such as vertical stripes, flicker defects, and afterimages that may occur in an image implemented by the liquid crystal display device can be improved

도 5a는 다른 실시예에 따른 박막트랜지스터 어레이 기판에 포함된 스토리지 커패시터를 개략적으로 나타낸 평면도이고, 도 5b는 도 5a의 Ⅴb-Ⅴb 선을 따라 취한 단면도이다. 도 5a 및 도 5b는 도 3의 박막트랜지스터 어레이 기판에 포함된 스토리지 커패시터(Cst)의 변형예를 나타낸 것이다.5A is a plan view schematically illustrating a storage capacitor included in a thin film transistor array substrate according to another exemplary embodiment, and FIG. 5B is a cross-sectional view taken along line Vb - Vb of FIG . 5A . 5A and 5B show modified examples of the storage capacitor C st included in the thin film transistor array substrate of FIG. 3 .

일 실시예에 따르면, 베이스 기판(200) 상에는 버퍼층(210)이 배치되고, 버퍼층(210) 상에는 하부 전극(220) 및 상부 전극(250)을 포함하는 스토리지 커패시터(Cst)가 배치될 수 있다.According to an embodiment, the buffer layer 210 is disposed on the base substrate 200 , and the storage capacitor C st including the lower electrode 220 and the upper electrode 250 may be disposed on the buffer layer 210 . .

상기 하부 전극(220)과 상부 전극(250) 사이에는 실리콘 질화물(SiNx)로 이루어진 절연층(230a) 및 절연층(230a) 상에 배치되며 비정질 실리콘(amorphous silicon)으로 이루어진 반도체층(240a)을 포함하는 유전층(DEL)이 배치될 수 있다.An insulating layer 230a made of silicon nitride (SiN x ) and a semiconductor layer 240a made of amorphous silicon are disposed on the insulating layer 230a between the lower electrode 220 and the upper electrode 250 ) A dielectric layer DEL including

상기 반도체층(240a)은 약 3.5 이상의 높은 굴절률을 가지며, 따라서 높은 용량을 갖는 스토리지 커패시터(Cst)를 구현할 수 있다.The semiconductor layer 240a has a high refractive index of about 3.5 or more, and thus a storage capacitor C st having a high capacity may be implemented.

상기 상부 전극(250)은 n+ 비정질 실리콘으로 이루어진 제1 층(251) 및 제1 층(251) 상에 배치되며 적어도 하나의 금속층을 포함하는 제2 층(252)을 포함할 수 있다.The upper electrode 250 may include a first layer 251 made of n + amorphous silicon and a second layer 252 disposed on the first layer 251 and including at least one metal layer.

상기 하부 전극(220)은 베이스 기판(200)으로부터 입사된 광을 반도체층(240a)에 입사시키기 위한, 광 유입 통로(LP)를 포함할 수 있다. 상기 광 유입 통로(LP)는 하부 전극(220)에 포함된 적어도 하나의 홈(220a)을 포함할 수 있으며, 상기 홈(220a)은 상부 전극(250)의 하부, 즉 상부 전극(250)과 평면상 중첩되는 영역에 배치될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 상기 홈(220a)은 복수 개이며 하부 전극(220)의 일 가장자리로부터 사각 형태로 파인 형태일 수 있으나, 본 발명은 이에 제한되지 않는다.The lower electrode 220 may include a light inlet passage LP through which the light incident from the base substrate 200 is incident on the semiconductor layer 240a. The light inlet passage LP may include at least one groove 220a included in the lower electrode 220 , and the groove 220a is formed below the upper electrode 250 , that is, the upper electrode 250 and the upper electrode 250 . It may be disposed in an overlapping area on a plane. According to an embodiment, the plurality of grooves 220a may be formed in a rectangular shape from one edge of the lower electrode 220, but the present invention is not limited thereto.

상기 홈(220a)은 하부 전극(220)과 상부 전극(250)을 연결하는 방향과 실질적으로 수직인 방향을 따라 하부 전극(220)에 형성된 것일 수 있으며, 따라서 도 5a에 도시된 바와 같이 평면에서 봤을 때, 핑거(finger) 형태를 가질 수 있다.The groove 220a may be formed in the lower electrode 220 in a direction substantially perpendicular to a direction connecting the lower electrode 220 and the upper electrode 250, and therefore, as shown in FIG. 5A , in a plan view When viewed, it may have a finger shape.

상기 홈(220a)은 하부 전극(220)을 구성하는 물질로 둘러싸인 빈 공간에 대응될 수 있으며, 백라이트 유닛(BLU, 도 7) 등으로부터 조사된 광이 홈(220a)을 통과하여 반도체층(240a)에 입사될 수 있다. The groove 220a may correspond to an empty space surrounded by a material constituting the lower electrode 220, and light irradiated from the backlight unit (BLU, FIG. 7), etc. passes through the groove 220a and the semiconductor layer 240a. ) can be entered.

도 6a는 또 다른 실시예에 따른 박막트랜지스터 어레이 기판에 포함된 스토리지 커패시터를 개략적으로 나타낸 평면도이고, 도 6b는 도 6a의 Ⅵb-Ⅵb 선을 따라 취한 단면도이다.6A is a plan view schematically illustrating a storage capacitor included in a thin film transistor array substrate according to another exemplary embodiment, and FIG. 6B is a cross-sectional view taken along line VI b - VI b of FIG. 6A .

도 6a 및 도 6b는 도 3의 박막트랜지스터 어레이 기판에 포함된 스토리지 커패시터(Cst)의 변형예를 나타낸 것이다.6A and 6B show a modified example of the storage capacitor Cst included in the thin film transistor array substrate of FIG. 3 .

일 실시예에 따르면, 베이스 기판(300) 상에는 버퍼층(310)이 배치되고, 버퍼층(310) 상에는 하부 전극(320) 및 상부 전극(350)을 포함하는 스토리지 커패시터(Cst)가 배치될 수 있다.According to an embodiment, the buffer layer 310 is disposed on the base substrate 300 , and the storage capacitor C st including the lower electrode 320 and the upper electrode 350 may be disposed on the buffer layer 310 . .

상기 하부 전극(320)과 상부 전극(350) 사이에는 실리콘 질화물(SiNx)로 이루어진 절연층(330a) 및 절연층(330a) 상에 배치되며 비정질 실리콘(amorphous silicon)으로 이루어진 반도체층(340a)을 포함하는 유전층(DEL)이 배치될 수 있다.Between the lower electrode 320 and the upper electrode 350, the insulating layer 330a made of silicon nitride (SiN x ) and the insulating layer 330a are disposed on the semiconductor layer 340a made of amorphous silicon. A dielectric layer DEL including

상기 반도체층(340a)은 약 3.5 이상의 높은 굴절률을 가지며, 따라서 높은 용량을 갖는 스토리지 커패시터(Cst)를 구현할 수 있다.The semiconductor layer 340a has a high refractive index of about 3.5 or more, and thus a storage capacitor C st having a high capacity may be implemented.

상기 상부 전극(350)은 n+ 비정질 실리콘으로 이루어진 제1 층(351) 및 제1 층(351) 상에 배치되며 적어도 하나의 금속층을 포함하는 제2 층(352)을 포함할 수 있다.The upper electrode 350 may include a first layer 351 made of n + amorphous silicon and a second layer 352 disposed on the first layer 351 and including at least one metal layer.

상기 하부 전극(320)은 베이스 기판(300)으로부터 입사된 광을 반도체층(340a)에 입사시키기 위한, 광 유입 통로(LP)를 포함할 수 있다. 상기 광 유입 통로(LP)는 하부 전극(320)에 포함된 적어도 하나의 개구(320a)를 포함할 수 있으며, 상기 개구(320a)는 상부 전극(350)의 하부, 즉 상부 전극(350)과 평면상 중첩되는 영역에 배치될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 상기 개구(320a)는 복수 개이며, 각각의 개구(320a)는 원 형태를 가질 수 있다.The lower electrode 320 may include a light inlet passage LP through which the light incident from the base substrate 300 is incident on the semiconductor layer 340a. The light inlet passage LP may include at least one opening 320a included in the lower electrode 320 , and the opening 320a is formed below the upper electrode 350 , that is, the upper electrode 350 and the upper electrode 350 . It may be disposed in an overlapping area on a plane. According to an embodiment, the openings 320a may be plural, and each opening 320a may have a circular shape.

상기 개구(320a)은 하부 전극(320)을 구성하는 물질로 둘러싸인 빈 공간에 대응될 수 있으며, 백라이트 유닛(BLU, 도 7) 등으로부터 조사된 광이 개구(320a)를 통과하여 반도체층(340a)에 입사될 수 있다. The opening 320a may correspond to an empty space surrounded by a material constituting the lower electrode 320 , and light irradiated from a backlight unit (BLU, FIG. 7 ), etc. passes through the opening 320a to pass through the semiconductor layer 340a. ) can be entered.

도 7은 도 2의 박막트랜지스터 어레이 기판을 포함하는 액정 표시 장치를 개략적으로 나타낸 단면도이다.7 is a cross-sectional view schematically illustrating a liquid crystal display device including the thin film transistor array substrate of FIG. 2 .

도 7을 참조하면, 일 실시예에 따른 액정 표시 장치는, 도 2 및 도 3의 박막트랜지스터 어레이 기판(Sub1) 및 박막트랜지스터 어레이 기판(Sub1) 상에 배치된 액정층(LC) 및 박막트랜지스터 어레이 기판(Sub)과 함께 액정층(LC)을 밀봉하는 상부 기판(Sub2)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 7 , a liquid crystal display according to an exemplary embodiment includes a liquid crystal layer LC and a thin film transistor array disposed on the thin film transistor array substrate Sub1 and the thin film transistor array substrate Sub1 of FIGS. 2 and 3 . An upper substrate Sub2 sealing the liquid crystal layer LC together with the substrate Sub may be included.

상기 액정 표시 장치는 베이스 기판(100) 상에 배치된 트랜지스터(Tr), 트랜지스터(Tr)와 전기적으로 연결된 스토리지 커패시터(Cst), 트랜지스터(Tr) 및 스토리지 커패시터(Cst)와 전기적으로 연결된 화소 전극(180), 화소 전극(180) 상에 배치된 액정층(LC) 및 화소 전극(180)과 함께 액정층(LC)에 전기장을 인가하는 공통 전극(190)을 포함할 수 있다.The liquid crystal display includes a transistor Tr disposed on the base substrate 100 , a storage capacitor C st electrically connected to the transistor Tr , a transistor Tr , and a pixel electrically connected to the storage capacitor C st . The electrode 180 , the liquid crystal layer LC disposed on the pixel electrode 180 , and the pixel electrode 180 may include a common electrode 190 applying an electric field to the liquid crystal layer LC.

일 실시예에 따르면, 상기 공통 전극(190)은 액정층(LC)을 사이에 두고 화소 전극(180)과 대향되도록 배치될 수 있다. 즉, 공통 전극(190)은 상부 기판(Sub2)의 화소 전극(180)에 대향하는 면 상에 배치될 수 있다. 이 경우, 화소 전극(180)과 공통 전극(190)에 인가된 서로 다른 전압에 의해 수직(vertical) 방향으로 전기장이 형성되고, 이에 따라 액정층(LC)에 포함된 액정들이 정렬될 수 있다.According to an embodiment, the common electrode 190 may be disposed to face the pixel electrode 180 with the liquid crystal layer LC interposed therebetween. That is, the common electrode 190 may be disposed on a surface of the upper substrate Sub2 opposite to the pixel electrode 180 . In this case, an electric field is formed in a vertical direction by different voltages applied to the pixel electrode 180 and the common electrode 190 , and thus liquid crystals included in the liquid crystal layer LC may be aligned.

그러나, 본 발명은 이에 제한되지 않으며, 상기 공통 전극(190)은 박막트랜지스터 어레이 기판(Sub1)에 화소 전극(180)과 절연되도록 배치될 수 있다. 이 경우, 공통 전극(190) 및 화소 전극(180) 사이에 수평(horizontal) 방향으로 전기장이 형성되고, 이에 따라 액정층(LC)에 포함된 액정들이 정렬될 수 있다. 즉, 화소 전극(180) 및 공통 전극(190)은 액정 표시 장치를 구동하는 모드에 따라 다양한 형태로 배치될 수 있다.However, the present invention is not limited thereto, and the common electrode 190 may be disposed on the thin film transistor array substrate Sub1 to be insulated from the pixel electrode 180 . In this case, an electric field is formed in a horizontal direction between the common electrode 190 and the pixel electrode 180 , and thus liquid crystals included in the liquid crystal layer LC may be aligned. That is, the pixel electrode 180 and the common electrode 190 may be arranged in various shapes according to a driving mode of the liquid crystal display.

도시하진 않았지만, 액정 표시 장치는 액정층(LC)의 상부 및 하부에는 액정층(LC)에 전기장이 인가되지 않은 상태에서 액정층(LC)에 포함된 액정 물질의 정렬 방향을 결정하는 배향막(미도시)이 배치될 수 있다. Although not shown, the liquid crystal display has an alignment layer (not shown) on the upper and lower portions of the liquid crystal layer LC that determines the alignment direction of the liquid crystal material included in the liquid crystal layer LC in a state where an electric field is not applied to the liquid crystal layer LC. city) can be placed.

상기 액정 표시 장치는 상부 기판(Sub2) 방향으로 화상을 구현하며, 베이스 기판(100)의 트랜지스터(TR) 및 스토리지 커패시터(Cst)가 배치된 방향의 반대 방향에 배치되어, 베이스 기판(100) 방향으로 광을 조사하는 백라이트 유닛(BLU)을 더 포함할 수 있다. 백라이트 유닛(BLU)으로부터 방출된 광은 스토리지 커패시터(Cst)의 하부 전극(120)에 포함된 광 유입 통로(LP)을 통과하여 반도체층(140a)의 적어도 일부에 입사될 수 있다. The liquid crystal display implements an image in the direction of the upper substrate Sub2 , and is disposed in a direction opposite to the direction in which the transistor TR and the storage capacitor C st of the base substrate 100 are arranged, the base substrate 100 . A backlight unit (BLU) for irradiating light in a direction may be further included. The light emitted from the backlight unit BLU may pass through the light introduction path LP included in the lower electrode 120 of the storage capacitor C st and be incident on at least a portion of the semiconductor layer 140a.

상기 트랜지스터(Tr)는 게이트 전극(GE), 게이트 전극(GE)과 전기적으로 절연되며 반도체 물질을 포함하는 활성층(140b), 활성층(140b) 상에 서로 이격되어 배치된 제1 전극(SE) 및 제2 전극(DE)을 포함하고, 스토리지 커패시터(Cst)는 광 유입 통로(LP)를 포함하는 하부 전극(120) 및 제2 전극(DE)과 전기적으로 연결되며 하부 전극(120)에 대향하도록 배치된 상부 전극(150)을 포함할 수 있다.The transistor Tr includes a gate electrode GE, an active layer 140b electrically insulated from the gate electrode GE and including a semiconductor material, a first electrode SE spaced apart from each other on the active layer 140b, and The second electrode DE is included, and the storage capacitor C st is electrically connected to the lower electrode 120 including the light inlet passage LP and the second electrode DE and faces the lower electrode 120 . It may include an upper electrode 150 disposed to do so.

상기 박막트랜지스터 어레이 기판(Sub1)에 포함된 구성들에 관해서는 도 2 및 도 3에 관한 설명에서 상세히 기재하였으므로, 여기에서는 생략하도록 한다.Components included in the thin film transistor array substrate Sub1 have been described in detail in the description of FIGS. 2 and 3 , and thus will be omitted herein.

도 7에서는, 박막트랜지스터 어레이 기판(Sub1)에 포함된 스토리지 커패시터(Cst)가 도 2 및 도 3의 형태를 갖는 것을 예시하였지만, 상기 스토리지 커패시터(Cst)는 도 5a 또는 도 6a의 형태를 갖을 수도 있다.In FIG. 7 , the storage capacitor C st included in the thin film transistor array substrate Sub1 has the shape of FIGS. 2 and 3 , but the storage capacitor C st has the shape of FIG. 5A or 6A . may have

상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 일 실시예에 따른 박막트랜지스터 어레이 기판(Sub1) 및 이를 포함하는 액정 표시 장치는, 스토리지 커패시터(Cst)의 유전층(DEL)에 반도체층(140a, 240a, 340a)을 배치함으로써 면적의 증가없이 높은 용량의 스토리지 커패시터(Cst)를 구현할 수 있으며, 이를 통해 고해상도의 액정 표시 장치를 구현할 수 있다. In the thin film transistor array substrate Sub1 and the liquid crystal display including the same according to an embodiment of the present invention made as described above, the semiconductor layers 140a, 240a, 340a are formed on the dielectric layer DEL of the storage capacitor C st . By disposing , a high-capacity storage capacitor Cst can be implemented without an increase in area, and thus a high-resolution liquid crystal display can be realized.

또한, 스토리지 커패시터(Cst)의 하부 전극(120, 220, 320)에 광 유입 통로(LP)를 포함시킴으로써 스토리지 커패시터(Cst)의 용량 변화를 최소화하여 구현되는 화상에 발생할 수 있는 세로줄 형태의 얼룩, 플리커 불량, 및 잔상을 개선할 수 있다.In addition, by including the light inlet passage LP in the lower electrodes 120 , 220 , 320 of the storage capacitor C st , the change in capacity of the storage capacitor C st is minimized to form a vertical line that may occur in an image implemented. It is possible to improve stains, flicker defects, and afterimages.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.Although the present invention has been described with reference to the embodiment shown in the drawings, which is merely exemplary, it will be understood by those skilled in the art that various modifications and equivalent other embodiments are possible therefrom. Accordingly, the true technical protection scope of the present invention should be defined by the technical spirit of the appended claims.

Sub1: 박막트랜지스터 어레이 기판
Sub2: 상부 기판 BLU: 백라이트 유닛
LP: 광 유입 통로 100, 200, 300: 베이스 기판
110, 210, 310: 버퍼층 120, 220, 320: 하부 전극
120a, 320a: 개구 220a: 홈
130a, 230a, 330a: 절연층 130b: 게이트 절연막
140a, 240a, 340a: 반도체층 140b: 활성층
150, 250, 350: 상부 전극 151, 251, 351: 제1 층
152, 252, 352: 제2 층 160: 비아 절연막
180: 화소 전극 190: 공통 전극
Sub1: thin film transistor array substrate
Sub2: upper substrate BLU: backlight unit
LP: light inlet passage 100, 200, 300: base substrate
110, 210, 310: buffer layer 120, 220, 320: lower electrode
120a, 320a: opening 220a: groove
130a, 230a, 330a: insulating layer 130b: gate insulating film
140a, 240a, 340a: semiconductor layer 140b: active layer
150, 250, 350: upper electrode 151, 251, 351: first layer
152, 252, 352: second layer 160: via insulating film
180: pixel electrode 190: common electrode

Claims (20)

베이스 기판 상에 배치된 트랜지스터로서, 게이트 전극, 상기 게이트 전극과 전기적으로 절연되며 반도체 물질을 포함하는 활성층, 및 상기 활성층 상에 서로 이격되어 배치된 제1 전극과 제2 전극을 포함하는 상기 트랜지스터;
상기 트랜지스터와 전기적으로 연결된 스토리지 커패시터로서, 광 유입 통로(light inflow path)를 포함하는 하부 전극, 및 상기 제2 전극과 일체로 연결되며 상기 하부 전극에 대향하도록 배치된 상부 전극을 포함하는 상기 스토리지 커패시터;
제1 방향으로 연장되고 상기 하부 전극과 일체로 연결되는 커패시터선;
각각 상기 커패시터선과 일체로 연결되고 상기 커패시터선으로부터 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향을 따라 연장되고, 상기 제1 방향으로 상호 이격된 제1 가지부 및 제2 가지부;
상기 하부 전극과 상기 상부 전극 사이에 배치되는 유전층으로서, 상기 하부 전극 상에 배치된 절연층, 및 상기 절연층 상에 배치되고 상기 활성층과 일체로 연결되는 반도체층을 포함하는 상기 유전층;
상기 트랜지스터 및 상기 스토리지 커패시터 상에 배치되고, 상기 스토리지 커패시터의 상기 상부 전극의 일부를 노출하는 비아홀을 갖는 비아 절연막; 및
상기 비아 절연막 상에 배치되고, 상기 비아홀을 통해 상기 스토리지 커패시터의 상기 상부 전극에 연결된 제1 화소 전극;을 포함하고,
평면 상에서, 상기 제1 화소 전극은 상기 제1 가지부와 상기 제2 가지부 사이에 배치되고, 상기 제1 화소 전극의 적어도 일부는 상기 커패시터선, 상기 제1 가지부, 및 상기 제2 가지부에 의해 둘러싸인, 박막트랜지스터 어레이 기판.
A transistor disposed on a base substrate, the transistor including a gate electrode, an active layer electrically insulated from the gate electrode and including a semiconductor material, and first and second electrodes spaced apart from each other on the active layer;
The storage capacitor is electrically connected to the transistor and includes a lower electrode including a light inflow path, and an upper electrode integrally connected to the second electrode and disposed to face the lower electrode. ;
a capacitor line extending in a first direction and integrally connected to the lower electrode;
first and second branches integrally connected to the capacitor line and extending from the capacitor line in a second direction intersecting the first direction and spaced apart from each other in the first direction;
the dielectric layer disposed between the lower electrode and the upper electrode, the dielectric layer including an insulating layer disposed on the lower electrode and a semiconductor layer disposed on the insulating layer and integrally connected to the active layer;
a via insulating layer disposed on the transistor and the storage capacitor and having a via hole exposing a portion of the upper electrode of the storage capacitor; and
a first pixel electrode disposed on the via insulating layer and connected to the upper electrode of the storage capacitor through the via hole; and
In a plan view, the first pixel electrode is disposed between the first branch and the second branch, and at least a portion of the first pixel electrode includes the capacitor line, the first branch, and the second branch. A thin film transistor array substrate surrounded by
제1 항에 있어서,
상기 제1 방향으로 연장되고 상기 게이트 전극과 일체로 연결되는 게이트선; 및
상기 제2 방향을 따라 상기 제1 화소 전극과 이격된 제2 화소 전극;을 더 포함하고,
평면 상에서, 상기 게이트선은 상기 제2 화소 전극의 에지와 일부 중첩하는, 박막트랜지스터 어레이 기판.
The method of claim 1,
a gate line extending in the first direction and integrally connected to the gate electrode; and
a second pixel electrode spaced apart from the first pixel electrode in the second direction;
In a plan view, the gate line partially overlaps an edge of the second pixel electrode.
제1 항에 있어서,
상기 절연층은 실리콘 질화물(silicon nitride)를 포함하고, 상기 반도체층은 비정질 실리콘(amorphous silicon)을 포함하는, 박막트랜지스터 어레이 기판.
The method of claim 1,
The thin film transistor array substrate, wherein the insulating layer comprises silicon nitride (silicon nitride), the semiconductor layer comprises amorphous silicon (amorphous silicon).
제1 항에 있어서,
상기 상부 전극은,
도핑된 비정질 실리콘을 포함하는 제1 층; 및
상기 제1 층 상에 배치되며, 적어도 하나의 금속층을 포함하는 제2 층;을 포함하는, 박막트랜지스터 어레이 기판.
The method of claim 1,
The upper electrode is
a first layer comprising doped amorphous silicon; and
A thin film transistor array substrate including; a second layer disposed on the first layer and including at least one metal layer.
제1 항에 있어서,
상기 광 유입 통로는 상기 하부 전극에 포함된 적어도 하나의 개구를 포함하는, 박막트랜지스터 어레이 기판.
The method of claim 1,
The light inlet passage includes at least one opening included in the lower electrode, the thin film transistor array substrate.
제1 항에 있어서,
상기 광 유입 통로는 상기 하부 전극에 포함된 적어도 하나의 홈을 포함하는, 박막트랜지스터 어레이 기판.
The method of claim 1,
The light inlet passage includes at least one groove included in the lower electrode, the thin film transistor array substrate.
제1 항에 있어서,
상기 활성층은 비정질 실리콘을 포함하며,
상기 제1 전극 및 상기 제2 전극은 각각 도핑된 비정질 실리콘을 포함하는 하부층, 및 상기 하부층 상에 배치되며 적어도 하나의 금속층을 포함하는 상부층을 포함하는, 박막트랜지스터 어레이 기판.
The method of claim 1,
The active layer includes amorphous silicon,
The first electrode and the second electrode each include a lower layer comprising doped amorphous silicon, and an upper layer disposed on the lower layer and including at least one metal layer, the thin film transistor array substrate.
제7 항에 있어서,
상기 제1 전극 및 상기 제2 전극은 각각 상기 활성층과 직접 접하는, 박막트랜지스터 어레이 기판.
8. The method of claim 7,
The first electrode and the second electrode are in direct contact with the active layer, respectively, a thin film transistor array substrate.
제1 항에 있어서,
상기 광 유입 통로(light inflow path)는, 상기 상부 전극과 평면상 중첩되며 적어도 일부가 상기 하부 전극을 구성하는 물질로 둘러싸인 빈 공간에 대응되는, 박막트랜지스터 어레이 기판.
The method of claim 1,
The light inflow path overlaps the upper electrode in plan view and corresponds to an empty space at least partially surrounded by a material constituting the lower electrode.
베이스 기판 상에 배치된 트랜지스터로서, 게이트 전극, 상기 게이트 전극과 전기적으로 절연되며 반도체 물질을 포함하는 활성층, 및 상기 활성층 상에 서로 이격되어 배치된 제1 전극과 제2 전극을 포함하는 상기 트랜지스터;
상기 트랜지스터와 전기적으로 연결된 스토리지 커패시터로서, 광 유입 통로(light inflow path)를 포함하는 하부 전극, 및 상기 제2 전극과 일체로 연결되며 상기 하부 전극에 대향하도록 배치된 상부 전극을 포함하는 상기 스토리지 커패시터;
제1 방향으로 연장되고 상기 하부 전극과 일체로 연결되는 커패시터선;
각각 상기 커패시터선과 일체로 연결되고 상기 커패시터선으로부터 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향을 따라 연장되고, 상기 제1 방향으로 상호 이격된 제1 가지부 및 제2 가지부;
상기 하부 전극과 상기 상부 전극 사이에 배치되는 유전층으로서, 상기 하부 전극 상에 배치된 절연층, 및 상기 절연층 상에 배치되고 상기 활성층과 일체로 연결되는 반도체층을 포함하는 상기 유전층;
상기 트랜지스터 및 상기 스토리지 커패시터 상에 배치되고, 상기 스토리지 커패시터의 상기 상부 전극의 일부를 노출하는 비아홀을 갖는 비아 절연막;
상기 비아 절연막 상에 배치되고, 상기 비아홀을 통해 상기 스토리지 커패시터의 상기 상부 전극에 연결된 제1 화소 전극;
상기 제1 화소 전극 상에 배치된 액정층; 및
상기 제1 화소 전극과 함께 상기 액정층에 전기장을 인가하는 공통 전극;을 포함하고,
평면 상에서, 상기 제1 화소 전극은 상기 제1 가지부와 상기 제2 가지부 사이에 배치되고, 상기 제1 화소 전극의 적어도 일부는 상기 커패시터선, 상기 제1 가지부, 및 상기 제2 가지부에 의해 둘러싸인, 액정 표시 장치.
A transistor disposed on a base substrate, the transistor including a gate electrode, an active layer electrically insulated from the gate electrode and including a semiconductor material, and first and second electrodes spaced apart from each other on the active layer;
The storage capacitor is electrically connected to the transistor and includes a lower electrode including a light inflow path, and an upper electrode integrally connected to the second electrode and disposed to face the lower electrode. ;
a capacitor line extending in a first direction and integrally connected to the lower electrode;
first and second branches integrally connected to the capacitor line and extending from the capacitor line in a second direction intersecting the first direction and spaced apart from each other in the first direction;
the dielectric layer disposed between the lower electrode and the upper electrode, the dielectric layer including an insulating layer disposed on the lower electrode and a semiconductor layer disposed on the insulating layer and integrally connected to the active layer;
a via insulating layer disposed on the transistor and the storage capacitor and having a via hole exposing a portion of the upper electrode of the storage capacitor;
a first pixel electrode disposed on the via insulating layer and connected to the upper electrode of the storage capacitor through the via hole;
a liquid crystal layer disposed on the first pixel electrode; and
a common electrode for applying an electric field to the liquid crystal layer together with the first pixel electrode;
In a plan view, the first pixel electrode is disposed between the first branch and the second branch, and at least a portion of the first pixel electrode includes the capacitor line, the first branch, and the second branch. surrounded by, liquid crystal display.
제10 항에 있어서,
상기 제1 방향으로 연장되고 상기 게이트 전극과 일체로 연결되는 게이트선; 및
상기 제2 방향을 따라 상기 제1 화소 전극과 이격된 제2 화소 전극;을 더 포함하고,
평면 상에서, 상기 게이트선은 상기 제2 화소 전극의 에지와 일부 중첩하는, 액정 표시 장치.
11. The method of claim 10,
a gate line extending in the first direction and integrally connected to the gate electrode; and
a second pixel electrode spaced apart from the first pixel electrode in the second direction;
In a plan view, the gate line partially overlaps an edge of the second pixel electrode.
제10 항에 있어서,
상기 절연층은 실리콘 질화물(silicon nitride)을 포함하고, 상기 반도체층은 비정질 실리콘(amorphous silicon)을 포함하는, 액정 표시 장치.
11. The method of claim 10,
The insulating layer includes silicon nitride and the semiconductor layer includes amorphous silicon.
제10 항에 있어서,
상기 상부 전극은,
도핑된 비정질 실리콘을 포함하는 제1 층; 및
상기 제1 층 상에 배치되며, 적어도 하나의 금속층을 포함하는 제2 층;을 포함하는, 액정 표시 장치.
11. The method of claim 10,
The upper electrode is
a first layer comprising doped amorphous silicon; and
and a second layer disposed on the first layer and including at least one metal layer.
제10 항에 있어서,
상기 광 유입 통로는 상기 하부 전극에 포함된 적어도 하나의 개구를 포함하는, 액정 표시 장치.
11. The method of claim 10,
The light inlet passage includes at least one opening included in the lower electrode.
제10 항에 있어서,
상기 광 유입 통로는 상기 하부 전극에 포함된 적어도 하나의 홈을 포함하는, 액정 표시 장치.
11. The method of claim 10,
The light inlet passage includes at least one groove included in the lower electrode.
제10 항에 있어서,
상기 활성층은 비정질 실리콘을 포함하며,
상기 제1 전극 및 제2 전극은 각각 도핑된 비정질 실리콘을 포함하는 하부층, 및 상기 하부층 상에 배치되며 적어도 하나의 금속층을 포함하는 상부층을 포함하는, 액정 표시 장치.
11. The method of claim 10,
The active layer includes amorphous silicon,
The first and second electrodes each include a lower layer including doped amorphous silicon, and an upper layer disposed on the lower layer and including at least one metal layer.
제16 항에 있어서,
상기 제1 전극 및 상기 제2 전극은 각각 상기 활성층과 직접 접하는, 액정 표시 장치.
17. The method of claim 16,
The first electrode and the second electrode are in direct contact with the active layer, respectively.
제10 항에 있어서,
상기 광 유입 통로(light inflow path)는, 상기 상부 전극과 평면상 중첩되며 적어도 일부가 상기 하부 전극을 구성하는 물질로 둘러싸인 빈 공간에 대응되는, 액정 표시 장치.
11. The method of claim 10,
The light inflow path corresponds to an empty space overlapping the upper electrode in plan view and at least a portion of which is surrounded by a material constituting the lower electrode.
제10 항에 있어서,
상기 공통 전극은 상기 액정층을 사이에 두고 상기 제1 화소 전극과 대향되도록 배치된, 액정 표시 장치.
11. The method of claim 10,
and the common electrode is disposed to face the first pixel electrode with the liquid crystal layer interposed therebetween.
제10 항에 있어서,
상기 베이스 기판의 상기 트랜지스터 및 상기 스토리지 커패시터가 배치된 방향의 반대 방향에 배치되어, 상기 베이스 기판 방향으로 광을 조사하는 백라이트 유닛을 더 포함하며,
상기 백라이트 유닛으로부터 방출된 광은, 상기 광 유입 통로를 통과하여 상기 반도체층의 적어도 일부에 입사되는, 액정 표시 장치.
11. The method of claim 10,
and a backlight unit disposed in a direction opposite to a direction in which the transistor and the storage capacitor of the base substrate are arranged and irradiating light in a direction of the base substrate;
The light emitted from the backlight unit passes through the light inlet passage and is incident on at least a portion of the semiconductor layer.
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